AT509624B1 - WIND TURBINE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem Rotor und einem Generator, wobei zwischen dem Rotor und dem Generator ein Getriebe (1), insbesondere ein Planetengetriebe, angeordnet ist, das in Wirkverbindung mit dem Rotor und dem Generator steht, wobei das Getriebe (1) mehrere Getrieberäder, insbesondere Planetenrädern (4), aufweist die jeweils über ein Gleitlager auf einer Achse (8) gelagert sind, sowie mit einer Ölversorgung zur Schmierung von Laufflächen (16) der Gleitlager, wobei die Gleitlager Mehrschichtgleitlager (7) mit einer Stützschicht (14) und einer Gleitschicht (15) sind und die Schmierung rein hydrodynamisch ohne hydrostatische Unterstützung ausgeführt ist, sodass keine Ölpumpen für die Schmierölzuführung und zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Druckes erforderlich sind.The invention relates to a wind turbine with a rotor and a generator, wherein between the rotor and the generator, a transmission (1), in particular a planetary gear, is arranged, which is in operative connection with the rotor and the generator, wherein the transmission (1) more Gear wheels, in particular planetary gears (4), which are mounted in each case via a sliding bearing on an axle (8), and with an oil supply for lubricating running surfaces (16) of the slide bearings, wherein the sliding bearing multi-layer sliding bearing (7) with a support layer (14) and a sliding layer (15) and the lubrication is purely hydrodynamic carried out without hydrostatic support, so that no oil pumps for lubricating oil supply and to maintain a hydrostatic pressure are required.
Description
österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15Austrian Patent Office AT509 624B1 2012-04-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit einem Rotor und einem Generator, wobei zwischen dem Rotor und dem Generator ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, angeordnet ist, das in Wirkverbindung mit dem Rotor und dem Generator steht, wobei das Getriebe mehrere Getrieberäder, insbesondere Planetenrädern, aufweist die jeweils über ein Gleitlager auf einer Achse gelagert sind, sowie mit einer Ölversorgung zur Schmierung von Laufflächen der Gleitlager.The invention relates to a wind turbine with a rotor and a generator, wherein a gear, in particular a planetary gear, is arranged between the rotor and the generator, which is in operative connection with the rotor and the generator, wherein the gear comprises a plurality of gears, in particular, planetary gears, each of which is mounted on a slide bearing on an axis, as well as with an oil supply for lubrication of running surfaces of the sliding bearing.
[0002] Planetengetriebe für Windkraftanlagen, wie sie zum Beispiel aus der DE 102 60 132 A1 bekannt sind, werden dazu verwendet, um die relativ geringe Drehzahl des Rotors der Windkraftanlage in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors zu übersetzten. Üblicherweise werden in derartigen Planetengetrieben, wie dies ebenfalls in der DE 102 60 132 A1 beschrieben ist, Wälzlager als Lagerelemente für die Planetenräder verwendet.Planetary gear for wind turbines, as they are known for example from DE 102 60 132 A1, are used to translate the relatively low speed of the rotor of the wind turbine into a higher speed of the generator rotor. Usually, in such planetary gears, as also described in DE 102 60 132 A1, rolling bearings are used as bearing elements for the planetary gears.
[0003] Die EP 1 544 504 A2 beschreibt allerdings bereits eine Gleitlageranwendung im Bereich von Planetengetrieben für Windkraftanlagen. Der rotierende Teil des Planetengetriebes ist dabei mit einem Rotor verbunden und zusammen mit diesem in einem Großlager gelagert, das auf dem Außenumfang des Hohlrades angeordnet ist. Das Großlager ist als Gleitlager ausgebildet, dessen eine Lagerfläche durch die radial äußere Umfangsfläche des Hohlrades gebildet ist. Es wird damit ermöglicht, das Planetengetriebe einfacher und kostengünstiger zu gestalten. Zwischen den Lagerflächen und den Lagergegenflächen besteht ein Schmierspalt und sind hydrostatische Schmiertaschen in die Lagerfläche auf der Umfangsfläche des Hohlrades und in der der Stirnseite des Hohlrades gegenüberliegenden Lagergegenfläche des Gehäuses eingearbeitet. Des Weiteren beschreibt die EP 1 544 504 A2, dass bei großen Abmessungen des an den Rotor der Windkraftanlage angeschlossenen Planetengetriebes und der sich daraus ergebenden auf das Gleitlager wirkenden Kräfte und Momente der Ölpumpenkreislauf nur einen verhältnismäßig geringen, statischen Öldruck aufbringen muss, um eine Trennung der Lagerflächen und der Lagergegenflächen voneinander zu erreichen.However, EP 1 544 504 A2 already describes a plain bearing application in the field of planetary gears for wind turbines. The rotating part of the planetary gear is connected to a rotor and stored together with this in a large warehouse, which is arranged on the outer circumference of the ring gear. The large warehouse is designed as a sliding bearing, whose bearing surface is formed by the radially outer peripheral surface of the ring gear. It is thus possible to make the planetary gear easier and cheaper. Between the bearing surfaces and the counter bearing surfaces there is a lubricating gap and hydrostatic lubrication pockets are incorporated in the bearing surface on the peripheral surface of the ring gear and in the bearing opposite the end face of the ring gear bearing surface of the housing. Furthermore, EP 1 544 504 A2 describes that with large dimensions of the planetary gear connected to the rotor of the wind turbine and the resulting forces and moments acting on the sliding bearing, the oil pump circuit only has to apply a relatively low static oil pressure in order to separate the planetary gear To achieve bearing surfaces and the counter bearing surfaces of each other.
[0004] Obwohl also die prinzipielle Verwendung von Gleitlagern im Stand der Technik für Windkraftanlagen beschrieben worden ist, existieren in der Fachwelt noch Vorbehalte gegen diese Gleitlageranwendungen. So wird im Stand der Technik die Ansicht vertreten, dass ein hydrostatisches System notwendig ist, zumindest in der Anlaufphase, um damit die Ölversorgung der Lagerflächen sowohl hinsichtlich der Menge als auch des Öldrucks zu erreichen, da hohe spezifische Lasten in Verbindung mit geringen Gleitgeschwindigkeiten ein rein hydrodynamisches System nicht zulassen. Insbesondere wird davon ausgegangen, dass es im Bereich der Mischreibung zu lokalen Temperaturerhöhungen und erhöhtem Verschleiß kommt, sodass rein hydrodynamisch ausgelegte Gleitlager in einem Planetengetriebe für Windkraftanlagen kaum realisierbar sind.Although the basic use of sliding bearings has been described in the prior art for wind turbines, there are reservations in the art against these sliding bearing applications. Thus, in the prior art, it is believed that a hydrostatic system is necessary, at least in the start-up phase, to achieve oil supply to the bearing surfaces in terms of both quantity and oil pressure, since high specific loads associated with low sliding speeds are a pure Do not allow hydrodynamic system. In particular, it is assumed that localized temperature increases and increased wear occur in the area of mixed friction, so that purely hydrodynamically designed plain bearings in a planetary gearbox for wind power plants are hardly feasible.
[0005] Die DE 103 18 945 B3 beschreibt ein Planetengetriebe für eine Windenergieanlage, mit einem Getriebegehäuse, einem in diesem gelagerten Planetenhohlrad, das fest mit dem Antriebselement der Windenergieanlage verbunden ist, mit auf Planetenbolzen, die in einer Planetenträgerplatte befestigten sind, gelagerten Planetenrädern, und mit einem Sonnenrad. Die vordere Getriebelagerung des Planetenhohlrades ist in der Ebene der Getriebeverzahnung der ersten Getriebestufe angeordnet. Die Planetenträgerplatte ist fest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Die Planetenräder sind auf den Planetenbolzen taumelgelagert. Für die Lagerung der Planetenräder werden u.a. auch Gleitlager genannt.DE 103 18 945 B3 describes a planetary gear for a wind turbine, with a gear housing, a stored in this Planetenhohlrad which is fixedly connected to the drive element of the wind turbine, mounted on planet pins, which are mounted in a planet carrier plate, mounted planetary gears, and with a sun wheel. The front gear bearing of the Planetenhohlrades is arranged in the plane of the gear teeth of the first gear stage. The planet carrier plate is firmly connected to the transmission housing. The planet wheels are wobbled on the planet pins. For the storage of planetary gears u.a. also called plain bearings.
[0006] Aus der EP 0 743 472 A2 ist ein Planetenrad für ein hochbelastbares Planetengetriebe bekannt, das auf der Oberfläche einer Bohrung mit einer Lagerlegierung beschichtet ist. Die Lagerlegierung besteht aus mindestens einem Element ausgewählt aus Gruppe bestehend aus Kupfer, Aluminium und Silber; sowie mindestens einem Element ausgewählt aus Gruppe bestehend aus Blei, Zinn, Indium und Antimon und wird insbesondere durch Sputtern abgeschieden. Das Planetengetriebe wird u.a. in Flugzeugen verwendet.From EP 0 743 472 A2, a planetary gear for a heavy-duty planetary gear is known, which is coated on the surface of a bore with a bearing alloy. The bearing alloy consists of at least one element selected from the group consisting of copper, aluminum and silver; and at least one element selected from the group consisting of lead, tin, indium and antimony and is deposited in particular by sputtering. The planetary gear is u.a. used in airplanes.
[0007] Die CN 101 581 284 A beschreibt ein Planetengetriebe mit über Gleitlager gelagerten 1 /11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15The CN 101 581 284 A describes a planetary gear with bearings mounted on plain bearings 1/11 Austrian Patent Office AT509 624B1 2012-04-15
Planetenrädern. Zur Schmierung der Gleitlager ist durch den Planetenbolzen ein Kanal geführt, in den mehrere Bohrungen zur Zuführung des Schmieröls direkt unterhalb der Lagerflächen münden.Planetary gears. For lubrication of the plain bearings, a channel is guided by the planet pins, into which several holes for supplying the lubricating oil open directly below the bearing surfaces.
[0008] Aus der US 4,325,589 A ist eine Lagerung eines auf einem feststehenden Bolzen rotierenden Maschinenteils mit relativ zum Bolzen feststehender Belastungsrichtung, beispielsweise eines Planetenrades, mit einem Mehrgleitflächenlager bekannt. Das Profil des Mehrgleitflächenlagers ist auf dem aus Stahl gefertigten Bolzen aufgebracht. Das rotierende Teil besteht zumindest im tragenden Bereich seiner kreiszylindrischen Bohrung aus einem Werkstoff, der gute Gleiteigenschaften und einen gegenüber den anderen Partien des rotierenden Teils höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt. Die Bohrung des rotierenden Teils kann mit dem Werkstoff beschichtet sein bzw. kann in das rotierende Teil eine Lagerbüchse aus dem Werkstoff bzw. mit dem Werkstoff beschichtet eingebracht sein. Als Werkstoff werden Bronze oder Polyamid genannt.From US 4,325,589 A is a storage of a rotating on a fixed pin machine part with relative to the bolt fixed loading direction, such as a planetary gear, with a Mehrgleitflächenlager known. The profile of the Mehrgleitflächenlagers is applied to the steel made bolt. The rotating part consists at least in the supporting region of its circular cylindrical bore of a material which has good sliding properties and a relation to the other parts of the rotating part higher thermal expansion coefficient. The bore of the rotating part can be coated with the material or can be introduced coated in the rotating part of a bearing bush made of the material or with the material. The material called bronze or polyamide.
[0009] Die EP 1 764 522 A2 beschreibt ein Lagerelement umfassend eine Stützschicht, eine über der Stützschicht angeordnete Lagermetallschicht und eine über der Lagermetallschicht angeordnete, aufgesputterte Gleitschicht, wobei auf der Gleitschicht eine Gleitlackschicht angeordnet ist.EP 1 764 522 A2 describes a bearing element comprising a supporting layer, a bearing metal layer arranged above the supporting layer and a sputtered sliding layer arranged above the bearing metal layer, a lubricating layer being arranged on the sliding layer.
[0010] Die EP 1 353 082 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur drehbaren Befestigung und axialen Fixierung eines Zahnrads auf einer Welle, umfassend eine in einer Bohrung des Zahnrads befestigte Buchse, eine auf der Welle aufgenommene und relativ zu dieser befestige Hülse, wobei die Hülse von der Buchse umgeben und innerhalb dieser zur Drehung gelagert ist, einen Druckring, der auf einer Seite des Zahnrads relativ zur Welle befestigt ist und von dieser radial vorsteht, und ein Haltemittel auf der einen Seite des Zahnrads zur Begrenzung eines kreisförmigen Kanals, innerhalb dessen der ringförmige Druckring axial gehalten ist. Weiter sind Mittel zum Einführen eines flüssigen Schmiermittels zwischen die Hülse und die Buchse und in die vom Haltemittel begrenzte kreisförmige Rille vorgesehen. Der Druckring weist einander gegenüber liegende, ringförmige erste Lagerflächen auf, die axial zwischen ringförmigen zweiten Lagerflächen auf dem Haltemittel eingeschlossen sind.EP 1 353 082 A1 discloses a device for rotatably mounting and axially fixing a gear on a shaft, comprising a bushing mounted in a bore of the gear, a bushing received on the shaft and fixed relative thereto, the bushing of the sleeve is mounted and supported for rotation within the sleeve, a pressure ring which is mounted on one side of the gear relative to the shaft and radially projecting therefrom, and a retaining means on one side of the gear for limiting a circular channel, within which the annular Thrust ring is held axially. Further, means are provided for introducing a liquid lubricant between the sleeve and the sleeve and in the limited by the holding means circular groove. The pressure ring has opposing annular first bearing surfaces which are axially enclosed between annular second bearing surfaces on the retaining means.
[0011] Es ist die Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Planetengetriebe zu schaffen, welches verbesserte Betriebseigenschaften aufweist.It is the object of the present invention to provide a planetary gear having improved operating characteristics.
[0012] Diese Aufgabe wird bei der Eingangs genannten Windkraftanlage dadurch gelöst, dass die Gleitlager Mehrschichtgleitlager mit einer Stützschicht und einer Gleitschicht sind und die Schmierung rein hydrodynamisch ohne hydrostatische Unterstützung ausgeführt ist, sodass keine Ölpumpen für die Schmierölzuführung und zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Druckes erforderlich sind.This object is achieved in the input wind turbine mentioned in that the bearings are multi-layer bearings with a support layer and a sliding layer and the lubrication purely hydrodynamic executed without hydrostatic support, so that no oil pumps for lubricating oil supply and to maintain a hydrostatic pressure are required ,
[0013] Der Vorteil der mehrschichtigen Ausführung des Gleitlagers ist darin zu sehen, dass dieses damit auf rein hydrodynamische Bedingungen auch während der Anfahrphase eingestellt werden kann. Es wird damit der konstruktive Aufbau des Getriebes, insbesondere des Planetengetriebes, an sich vereinfacht bzw. in weiterer Folge der Windkraftanlage, da Anlagen zur Aufrechterhaltung eines Mindestöldrucks für diese Lager nicht mehr erforderlich sind. Das Gleitlager selbst kann durch die Mehrschichtigkeit auch mit entsprechenden Notlaufeigenschaften ausgestattet werden. Das Lager selbst bedarf kaum einer Wartung und ist auch wenig anfällig für Defekte.The advantage of the multilayer design of the plain bearing is the fact that this can be adjusted to purely hydrodynamic conditions during the start-up phase. It is thus the structural design of the transmission, in particular of the planetary gear, simplified in itself or in consequence of the wind turbine, since systems for maintaining a minimum oil pressure for these bearings are no longer required. The sliding bearing itself can be equipped by the multi-layered with appropriate emergency running properties. The bearing itself requires little maintenance and is also less susceptible to defects.
[0014] Vorzugsweise ist das Mehrschichtgleitlager als Lagerbüchse ausgebildet, wodurch sich deren Anordnung auf der (Planeten)Achse bzw. im Getrieberad vereinfachen lässt, im Vergleich zu Gleitlagerhalbschalen, insbesondere auch keine Einstellarbeiten bezüglich der Ausrichtung des Gleitlagers erforderlich sind. Insbesondere ist dies von Vorteil bei Wartungsarbeiten, sollte der Fall auftreten, dass ein Gleitlager getauscht werden muss, da sich damit die Stillstandszeiten der Windkraftanlage reduzieren lassen und somit die Wirtschaftlichkeit derartiger Windkraftanlagen deutlich verbessert werden kann. Nach wie vor bilden nämlich Lagerausfälle in Windkraftanlagen, insbesondere wenn diese als Wälzlager ausgeführt sind, einen bedeutenden 2/11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15Preferably, the multi-layer sliding bearing is designed as a bearing bush, which can simplify their arrangement on the (planetary) axis or in the gear, in comparison to plain bearing half shells, in particular no adjustments with respect to the orientation of the plain bearing are required. In particular, this is an advantage during maintenance work, should the case arise that a slide bearing must be replaced, since this can reduce the downtime of the wind turbine and thus the efficiency of such wind turbines can be significantly improved. Warehouse failures in wind turbines, in particular if these are designed as rolling bearings, still form a significant Austrian patent office AT509 624B1 2012-04-15
Kostenfaktor im Vergleich zu anderen Betriebsaufällen der Windkraftanlage, bedingt durch lange Stillstandszeiten der Windkraftanlage. Es können also mit dieser Ausbildung nicht zuletzt wegen der längeren Lebensdauer die Betriebskosten deutlich reduziert werden.Cost factor in comparison to other operating storms of the wind turbine, due to long downtime of the wind turbine. It can therefore be significantly reduced with this training, not least because of the longer life, the operating costs.
[0015] Das Mehrschichtgleitlager kann aus zumindest einer Stützschicht und zumindest einer Gleitschicht bestehen bzw. diese aufweisen, wobei die Gleitschicht eine Härte nach Vickers von zumindest 75 HV (0,001), insbesondere zumindest 110 HV (0,001), zumindest im Oberflächenbereich einer Lauffläche aufweist.The multilayer sliding bearing may consist of at least one support layer and at least one sliding layer or have this, wherein the sliding layer has a hardness Vickers of at least 75 HV (0.001), in particular at least 110 HV (0.001), at least in the surface region of a tread.
[0016] Es ist möglich, dass die Gleitschicht bis in die Stirnflächen des Mehrschichtgleitlagers zur Ausbildung einer Axialführung hochgezogen ist.It is possible that the sliding layer is pulled up into the end faces of the multi-layer plain bearing to form an axial guide.
[0017] Andererseits besteht gemäß einer anderen Ausführungsvariante die Möglichkeit, dass an einer inneren Oberfläche der die Achse aufnehmenden Bohrung des Getrieberades und/oder an einer äußeren Oberfläche der Achse eine Gleitschicht aufgebracht ist, gegebenenfalls unter Anordnung von zumindest einer Zwischenschicht, wobei diese Gleitschicht eine Härte nach Vickers von zumindest 75 HV (0,001), insbesondere zumindest 110 HV (0,001), zumindest im Oberflächenbereich einer Lauffläche aufweist. Durch die Ausbildung der Gleitschicht mit einer bestimmten Mindesthärte, zumindest im Oberflächenbereich, kann der Verschleiß als die Lebensdauer limitierender Faktor des Gleitlagers verringert werden. Anders als bei herkömmlichen Gleitlagersystemen für Windkraftanlagen, bei denen davon ausgegangen wird, dass ein weicher Lagerwerkstoff eingesetzt werden muss, um mit der Mischreibung und der elastischen Verformung während des Betriebes der Windkraftanlage zurecht zu kommen, was zu entsprechenden großen Dimensionen und hydrodynamischen Verlusten führt, hat sich gezeigt, dass für die erfindungsgemäße Anwendung eines Mehrschichtgleitlagers es von Vorteil ist, wenn entsprechend harte Oberflächenwerkstoffe verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der damit erreicht wird ist, dass das Gleitlager einem höheren, relativen Druck ausgesetzt werden kann, sodass die Lagerfläche in der Folge verkleinert werden kann und somit das gesamte Getriebe mit einer geringeren, rotierenden Masse versehen werden kann, wodurch Verlustleistungen weiter reduziert werden können. Andererseits sind damit aber auch kleinere Baugrößen der Getriebe verwirklichbar. Durch die Direktbeschichtung der Achse oder der Oberfläche der Bohrung mit dem Gleitwerkstoff wird zudem ein einfacherer Aufbau des Gleitlagers erreicht, wodurch ebenfalls Kosten eingespart werden können, und ist damit eine nochmalige Reduzierung der rotierenden Massen und der Baugröße des Getriebes verwirklichbar.On the other hand, according to another embodiment, there is the possibility that on an inner surface of the axis receiving bore of the gear and / or on an outer surface of the axis, a sliding layer is applied, optionally with the arrangement of at least one intermediate layer, said sliding layer a Vickers hardness of at least 75 HV (0.001), in particular at least 110 HV (0.001), at least in the surface region of a tread. By forming the sliding layer with a certain minimum hardness, at least in the surface region, the wear as the life-limiting factor of the sliding bearing can be reduced. Unlike conventional plain bearing systems for wind turbines, where it is believed that a soft bearing material must be used to cope with the mixed friction and elastic deformation during operation of the wind turbine, resulting in corresponding large dimensions and hydrodynamic losses has It has been shown that it is advantageous for the use according to the invention of a multilayer plain bearing if correspondingly hard surface materials are used. Another advantage that is achieved is that the sliding bearing can be exposed to a higher, relative pressure, so that the bearing surface can be reduced in the sequence and thus the entire transmission can be provided with a smaller, rotating mass, whereby power losses are further reduced can. On the other hand, but also smaller sizes of the transmission can be realized. By direct coating of the axis or the surface of the bore with the sliding material also simpler construction of the sliding bearing is achieved, which also costs can be saved, and thus a further reduction of the rotating masses and the size of the transmission can be realized.
[0018] Vorzugsweise besteht die Gleitschicht aus einem Werkstoff der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Aluminiumbasislegierungen, Bismutbasislegierungen, Silberbasislegierungen, Gleitlacke. Insbesondere diese verschleißresistenten und tribologisch besonders wirksamen Werkstoffe haben sich in kompakten Planetengetrieben mit hoher Leistungsdichte und ohne den Einsatz von Lastausgleichstechnologien, wie zum Beispiel die so genannte „Flexible Pin Lösung", als besonders vorteilhaft herausgestellt. Überraschenderweise sind auch Gleitlacke als Gleitschicht ersetzbar, obwohl diese eine Härte nach Vickers von ca. 25 HV (0,001) bis 60 HV (0,001) aufweisen, also deutlich weicher sind, als voranstehend beschriebene Gleitschichten, wobei hier eine Steigerung der Härte durch Zugabe von entsprechenden Hartpartikeln möglich ist.Preferably, the sliding layer is made of a material selected from a group comprising aluminum-based alloys, bismuth-based alloys, silver-based alloys, lubricating varnishes. In particular, these wear-resistant and tribologically particularly effective materials have been found in compact planetary gears with high power density and without the use of load balancing technologies, such as the so-called "flexible pin solution", found to be particularly advantageous. Surprisingly, non-slip coatings are replaceable as a sliding layer, although they have a Vickers hardness of about 25 HV (0.001) to 60 HV (0.001), so are significantly softer than sliding layers described above, with an increase in hardness by adding appropriate Hard particles is possible.
[0019] Es besteht weiters die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht eine polymerbasierte Einlaufschicht angeordnet ist, um damit eine bessere Anpassungsfähigkeit der Gleitlagerlauffläche an die Gegenlauffläche während des Einlaufens des Gleitlagers zu erreichen, wobei dabei von Vorteil ist, dass diese Einlaufschicht ebenfalls die Tribologie des Gleitlagers an sich verbessert und zudem, für den Fall, dass diese Einlaufschicht abgerieben wird, diese aufgrund der kleinen Partikel des daraus entstehenden Abriebs nicht störend an der Gleitlageroberfläche bzw. im Schmieröl wirkt, insbesondere wenn diese polymerbasierte Einlaufschicht eine geringere Härte aufweist als die Gleitschicht selbst.There is also the possibility that a polymer-based running-in layer is arranged on the sliding layer in order to achieve a better adaptability of the sliding bearing surface to the mating surface during running-in of the sliding bearing, wherein it is advantageous that this inlet layer also the tribology of Plain bearing improves itself and also, in the event that this run-in layer is abraded, this does not interfere due to the small particles of the resulting abrasion on the sliding bearing surface or in the lubricating oil, especially if this polymer-based inlet layer has a lower hardness than the sliding layer itself ,
[0020] In der durch das Getrieberad geführten Achse können zur Zuführung und zur Abführung eines Schmiermittels für das Lagerelement zumindest ein Kanal und oder zumindest eine Bohrung angeordnet sein. Durch die gezielte Ölführung mit Frischölzufuhr direkt in den Schmier- 3/11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15 spalt in den Bereich der Hauptlastzone und durch die gezielte Ableitung wird ein geringerer Temperaturanstieg während des Betriebes des Getriebes trotz hoher Belastung und Mischreibanteil besser vermieden. Durch die Optimierung des Schmieröldurchsatzes auf ein Minimum -es sei nochmals erwähnt, dass es sich um ein hydrodynamisch betriebenes Gleitlager ohne hydrostatische Unterstützung handelt - können Zuführdrücke und Zuführmengen an Schmieröl sowie die Verlustleistung an jene von Wälzlagerlösungen, die normalerweise hinsichtlich der Verlustleistung deutliche Vorteile gegenüber Gleitlagerlösungen bieten, angeglichen werden.In the guided through the gear axis may be arranged for supplying and discharging a lubricant for the bearing element at least one channel and or at least one bore. Due to the targeted oil supply with fresh oil feed directly into the lubricating gap in the region of the main load zone and through the targeted discharge, a lower temperature increase during operation of the gearbox is better avoided despite high load and Mischreibanteil , By optimizing the lubricating oil flow rate to a minimum, it should again be mentioned that it is a hydrodynamically operated plain bearing without hydrostatic support - supply pressures and supply amounts of lubricating oil and the power loss to those of roller bearing solutions, which are usually significant advantages compared to plain bearing solutions in terms of power loss offer, be aligned.
[0021] Es ist weiters von Vorteil, wenn das Lagerelement zumindest zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Mehrschichtgleitlager aufweist, da damit einerseits die Lagerung des Getrieberades präziser erfolgen kann und andererseits möglicherweise auftretende Kippmomente besser abgefangen werden können.It is also advantageous if the bearing element has at least two axially spaced-apart multi-layer plain bearings, as on the one hand the storage of the gear can be done more precisely and on the other hand possibly occurring tilting moments can be better absorbed.
[0022] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
[0023] Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: [0024] Fig. 1 ein Getriebe in Form eines Planetengetriebes in Seitenansicht geschnitten; [0025] Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Planetengetriebe im Bereich eines Planetenrades.In a highly simplified schematic representation: [0024] FIG. 1 shows a gear in the form of a planetary gear in a side view; 2 shows a section of a planetary gear in the region of a planetary gear.
[0026] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.Introductoryly it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, the revelations contained in the entire description can be applied mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or the same component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position.
[0027] Fig. 1 zeigt ein Getriebe 1 in Form eines einfachen Planetengetriebes für eine Windkraftanlage in Seitenansicht geschnitten.Fig. 1 shows a transmission 1 cut in the form of a simple planetary gear for a wind turbine in side view.
[0028] Bekanntlich umfassen Windkraftanlagen einen Turm an dessen oberen Ende eine Gondel angeordnet ist, in der der Rotor mit den Rotorblättern gelagert ist. Dieser Rotor ist über ein Getriebe mit einem Generator, der sich ebenfalls in der Gondel befindet, wirkungsverbunden, wobei über das Getriebe die niedrige Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl des Generatorrotors übersetzt wird. Da derartige Ausführungen von Windkraftanlagen zum Stand der Technik gehören, sei an dieser Stelle an die einschlägige Literatur hierzu verwiesen.As is known, wind turbines comprise a tower at the upper end of which a nacelle is arranged, in which the rotor is mounted with the rotor blades. This rotor is via a transmission with a generator, which is also located in the nacelle, operatively connected, which is translated via the transmission, the low speed of the rotor in a higher rotational speed of the generator rotor. Since such embodiments of wind turbines belong to the prior art, reference should be made at this point to the relevant literature.
[0029] Das Getriebe 1 weist ein Sonnenrad 2 auf, das mit einer Welle 3, die zum Generatorrotor führt, drehfest verbunden ist. Das Sonnenrad 2 ist von mehreren Planetenrädern 3, beispielsweise zwei, vorzugsweise drei oder vier, umgeben. Sowohl das Sonnenrad 2 als auch die Planetenräder 4 weisen Stirnverzahnungen 5, 6 auf, die in kämmenden Eingriff miteinander stehen, wobei diese Stirnverzahnungen 5, 6 in Fig. 1 mit einem Kreuz angedeutet sind. Die Planetenräder 4 sind über Mehrschichtgleitlager 7 auf einer durch einen Planetenbolzen gebildeten Achse 8, der so genannten Planetenachse gelagert. Diese Achsen 8 können entweder einstückig mit zumindest einem Teil eines Planetenträgers 9 ausgebildet sein oder sie sind als gesonderte Bauteile in Bohrungen des Planetenträgers 9 eingesetzt. Über den Planetenrädern 4 ist ein Hohlrad 10 angeordnet, das an einer inneren Oberfläche ebenfalls zumindest teilweise eine Verzahnung 11 aufweist, die in kämmenden Eingriff mit der Stirnverzahnung 6 der Planetenräder 4 steht. Das Hohlrad 10 ist drehfest mit einer Rotorwelle 12 des Rotors der Windkraftanlage verbunden. Die Stirnverzahnungen 5, 6 bzw. die Verzahnung 11 können als Geradverzahnung oder Schrägverzahnung ausgeführt sein.The transmission 1 has a sun gear 2, which is rotatably connected to a shaft 3, which leads to the generator rotor. The sun gear 2 is surrounded by a plurality of planetary gears 3, for example two, preferably three or four. Both the sun gear 2 and the planet wheels 4 have serrations 5, 6, which are in meshing engagement with each other, these spur gears 5, 6 are indicated in Fig. 1 with a cross. The planet gears 4 are mounted on multilayer plain bearings 7 on an axis 8 formed by a planetary pin, the so-called planetary axis. These axles 8 can either be integrally formed with at least part of a planetary carrier 9 or they are used as separate components in bores of the planetary carrier 9. About the planetary gears 4, a ring gear 10 is arranged, which also on an inner surface at least partially a toothing 11, which is in meshing engagement with the face gear 6 of the planet gears 4. The ring gear 10 is rotatably connected to a rotor shaft 12 of the rotor of the wind turbine. The serrations 5, 6 and the teeth 11 may be designed as a straight toothing or helical toothing.
[0030] Da derartige Planetengetriebe ebenfalls bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise aus den voranstehend zitierten Dokumenten zum Stand der Technik, erübrigt sich eine weitere Erörterung an dieser Stelle. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass nicht nur einstufige Ausführungen von Planetengetrieben im Rahmen der Erfindung möglich sind, sondern auch mehrstufige, beispielsweise zwei- oder dreistufige, wozu in zumindest einem 4/11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15Since such planetary gear are also already known from the prior art, for example from the above-cited prior art documents, there is no need for further discussion at this point. It should be noted, however, that not only single-stage versions of planetary gears within the scope of the invention are possible, but also multi-stage, for example, two or three stages, including in at least one Austrian Patent Office AT509 624B1 2012-04-15
Planeten weitere Stirnradstufen integriert sein können.Planet further spur gears can be integrated.
[0031] Des Weiteren sei angemerkt, dass, obwohl bevorzugt, die Erfindung nicht nur in Planetengetrieben von Windkraftanlagen Anwendung findet, sondern generell in Getrieben für Windkraftanlagen verwendet werden kann, insbesondere zur Übersetzung der langsamen Drehzahl des Rotors einer Windkraftanlage in eine höhere Drehzahl.Furthermore, it should be noted that, although preferred, the invention is not only used in planetary gears of wind turbines application, but can generally be used in transmissions for wind turbines, in particular for the translation of the slow speed of the rotor of a wind turbine in a higher speed.
[0032] Die Mehrschichtgleitlager 7 können prinzipiell in Form von Gleitlagerhalbschalen ausgeführt sein. Bevorzugt sind diese jedoch als Lagerbüchsen 13, d.h. Planetenlagerbuchsen, ausgebildet. Die Lagerbüchse 13 eines Planetenrads 4 ist dabei mit diesem drehfest verbunden, beispielsweise über einen Presssitz oder über eine andere, geeignete Methode.The multilayer plain bearings 7 can in principle be designed in the form of sliding half shells. However, these are preferably used as bearing bushes 13, i. Planetary bearing bushes, formed. The bearing bush 13 of a planetary gear 4 is rotatably connected thereto, for example via a press fit or another, suitable method.
[0033] Ein erfindungsgemäßes Mehrschichtgleitlager 7 besteht aus zumindest einer Stützschicht 14 und zumindest einer Gleitschicht 15, die auf der Stützschicht aufgebracht ist. Die Gleitschicht 15 bildet dabei eine Lauffläche 16 für die Achse 8, also den Planetenbolzen.An inventive multi-layer sliding bearing 7 consists of at least one support layer 14 and at least one sliding layer 15 which is applied to the support layer. The sliding layer 15 forms a running surface 16 for the axis 8, so the planet pins.
[0034] Die Mehrschichtigkeit des Mehrschichtgleitlagers 7 kann aber auch dadurch erreicht werden, dass der Planetenbolzen im Bereich der Lagerung des Planetenrades 4 und/oder das Planetenrad 4 selbst im Bereich der den Planetenbolzen aufnehmenden Bohrung mit einem Werkstoff für eine Gleitschicht beschichtet ist. In diesem Fall wird die Stützschicht des Mehrschichtgleitlagers 7 durch das Material des Planetenrades 4, beispielsweise Stahl und/oder den Werkstoff des Planetenbolzens, das heißt der Achse 8, beispielsweise Stahl, gebildet.However, the multi-layeredness of the multi-layer plain bearing 7 can also be achieved by coating the planetary pin in the region of the bearing of the planetary gear 4 and / or the planetary gear 4 itself in the region of the bore receiving the planetary pin with a material for a sliding layer. In this case, the support layer of the multi-layer sliding bearing 7 by the material of the planetary gear 4, for example steel and / or the material of the planetary bolt, that is, the axis 8, for example steel, formed.
[0035] Neben dieser zweischichtigen Ausführung des Mehrschichtgleitlagers 7 besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass Zwischenschichten zwischen der Gleitschicht 15 und der Stützschicht 14 angeordnet sind, beispielsweise eine Lagermetallschicht und/oder zumindest eine Bindeschicht und/oder eine Diffusionssperrschicht.In addition to this two-layered embodiment of the multi-layer sliding bearing 7, there is also the possibility within the scope of the invention that intermediate layers are arranged between the sliding layer 15 and the supporting layer 14, for example a bearing metal layer and / or at least one bonding layer and / or one diffusion barrier layer.
[0036] Beispiele für Lagermetallschichten sind: [0037] Lagermetalle auf Aluminiumbasis, insbesondere: [0038] AISn6CuNi, AISn20Cu, AISi4Cd, AICd3CuNi, AISi11Cu, AISn6Cu, AISn40, AISn25CuMn, AISi11 CuMgNi; [0039] Lagermetalle auf Kupferbasis, insbesondere: [0040] CuSn10, CuAI10Fe5Ni5, CuZn31Si1, CuPb24Sn2, CuSn8Bi10; [0041] Lagermetalle auf Zinnbasis, insbesondere: [0042] SnSb8Cu4, SnSb12Cu6Pb.Examples of bearing metal layers are: Aluminum-based bearing metals, in particular: AISn6CuNi, AISn20Cu, AISi4Cd, AICd3CuNi, AISi11Cu, AISn6Cu, AISn40, AISn25CuMn, AISi11 CuMgNi; Copper-based bearing metals, in particular: CuSn10, CuAl10Fe5Ni5, CuZn31Si1, CuPb24Sn2, CuSn8Bi10; Tin-based bearing metals, in particular: SnSb8Cu4, SnSb12Cu6Pb.
[0043] Es können auch andere als die genannten Lagermetalle auf Basis von Nickel-, Silber-, Eisen- oder Chromlegierungen verwendet werden.It is also possible to use other than the bearing metals mentioned on the basis of nickel, silver, iron or chromium alloys.
[0044] Eine Bindeschicht oder eine Diffusionssperrschicht kann beispielsweise durch eine Aluminiumschicht, Zinnschicht, Kupferschicht, Nickelschicht, Silbersicht oder deren Legierungen, insbesondere binäre Legierungen, gebildet werden.A bonding layer or a diffusion barrier layer can be formed, for example, by an aluminum layer, tin layer, copper layer, nickel layer, silver layer or their alloys, in particular binary alloys.
[0045] Die Stützschicht 14 selbst ist bevorzugt aus einem harten und homogenen Lagergrundwerkstoff, vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Cu-Zn-Legierungen, beispielsweise CuZn31Si, CuSnZn, durch eine AlZn- oder eine CuAI-Legierung, Stahl, gebildet, wobei diese Legierungen weitere Elemente wie Si, Mg, Mn, Ni, Zr, Ti, Fe, Cr, Mo, in einem Gesamtanteil von maximal 10 Gew.-% aufweisen können.The support layer 14 itself is preferably formed from a hard and homogeneous bearing base material, preferably selected from a group comprising Cu-Zn alloys, for example CuZn31Si, CuSnZn, by an AlZn or a CuAl alloy, steel, these alloys other elements such as Si, Mg, Mn, Ni, Zr, Ti, Fe, Cr, Mo, in a total proportion of at most 10 wt .-% may have.
[0046] Die Gleitschicht 15 besteht bevorzugt aus einem Werkstoff ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Legierungen auf AI-, AlZn-, AlSi-, AlSnSi-, CuAI-, CuSn-, CuZn-, CuSnZn-, CuZnSn, CuBi-, Bi-, Ag-, AIBi-Basis, Gleitlacke.The sliding layer 15 is preferably made of a material selected from a group comprising alloys of Al, AlZn, AlSi, AlSnSi, CuAl, CuSn, CuZn, CuSnZn, CuZnSn, CuBi, Bi, Ag, AIBi base, bonded coatings.
[0047] Beispiele für bevorzugte Legierungen für die Gleitschicht sind AISn20Cu, AIZn4Si3, AIZnSi4,5.Examples of preferred alloys for the sliding layer are AISn20Cu, AIZn4Si3, AIZnSi4,5.
[0048] Als Gleitlacke können zum Beispiel verwendet werden Polytetrafluorethylen, fluorhältige 5/11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15As sliding coatings can be used for example polytetrafluoroethylene, fluorine-containing 5/11 Austrian Patent Office AT509 624B1 2012-04-15
Harze, wie z.B. Perfluoralkoxy-Copolymere, Polyfluoralkoxy-Polytetrafluorethylen-Copolymere, Ethylen-tetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen, fluorierte Ethylen-Propylen Copolymere, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, alternierende Copolymere, statistische Copolymere, wie z.B. Perfluorethylenpropylen, Polyesterimide, Bismaleimide, Polyimidharze, wie z.B. Carbora-nimide, aromatische Polyimidharze, wasserstofffreie Polyimidharze, Poly-triazo-Pyromellithimi-de, Polyamidimide, insbesondere aromatische, Polyaryletherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten, Polyetherimide, gegebenenfalls modifiziert mit Isocyanaten.Epoxyharze, Epo-xyharzester, Phenolharze, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyoxymethylen, Silikone, Polyarylether, Polyarylketone, Polyaryletherketone, Polyarylether-etherketone, Polyetheretherketone, Polyetherketone, Polyvinylidendiflouride, Polyethylensulfide, Allylensulfid, Poly-triazo-Pyromellithi-mide, Polyesterimide, Polyarylsulfide, Polyvinylensulfide, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyarylsulfone, Polyaryloxide, Polyarylsulfide, sowie Copolymere daraus.Resins, e.g. Perfluoroalkoxy copolymers, polyfluoroalkoxy-polytetrafluoroethylene copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymers, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, alternating copolymers, random copolymers, e.g. Perfluoroethylene-propylene, polyester-imides, bismaleimides, polyimide-resins, e.g. Carboaminimides, aromatic polyimide resins, hydrogen-free polyimide resins, polytriazo-Pyromellithimi-de, polyamideimides, especially aromatic, polyaryletherimides, optionally modified with isocyanates, polyetherimides, optionally modified with isocyanates.Epoxyharze, Epo-xyharzester, phenolic resins, polyamide 6, polyamide 66 , Polyoxymethylene, silicones, polyaryl ethers, polyaryl ketones, polyaryl ether ketones, polyaryl ether ether ketones, polyether ether ketones, polyether ketones, polyvinylidene diflourides, polyethylene sulfides, allylene sulfide, polytriazo-pyromellithi-mide, polyester imides, polyaryl sulfides, polyvinyl sulfides, polyphenylene sulfides, polysulfones, polyethersulfones, polyarylsulfones, polyaryloxides, polyarylsulfides , as well as copolymers thereof.
[0049] Bevorzugt wird ein Gleitlack der in trockenem Zustand aus 40 Gew.-% bis 45 Gew.-% MoS2, 20 Gew.-% bis 25 Gew.-% Graphit und 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% Polyamidimid besteht, wobei gegebenenfalls noch Hartpartikel, wie z.B. Oxide, Nitride oder Carbide, im dem Gleitlack in einem Anteil von in Summe maximal 20 Gew.-% enthalten sein können, die einen Anteil der Festschmierstoffe ersetzen.Preference is given to a lubricating varnish in the dry state of 40 wt .-% to 45 wt .-% MoS2, 20 wt .-% to 25 wt .-% graphite and 30 wt .-% to 40 wt .-% polyamideimide if necessary, even hard particles, such as Oxides, nitrides or carbides, in the bonded coating in a proportion of a total of 20 wt .-% may be included, which replace a proportion of solid lubricants.
[0050] Bevorzugt weist die Gleitschicht 15 zumindest im Bereich der Lauffläche 16 eine Härte nach Vickers von zumindest 75 HV (0,001) auf bzw. zwischen 25 HV (0,001) bis 60 HV (0,001), wenn die Gleitschicht 15 durch einen Gleitlack gebildet ist. Es ist dabei auch möglich, dass in der Gleitschicht 15 in Richtung auf die Lauffläche 16 ein Härtegradient ausgebildet wird, insbesondere mit zunehmender Härte von der Stützschicht 14 in Richtung auf die Lauffläche 16.Preferably, the sliding layer 15 at least in the region of the tread 16 a Vickers hardness of at least 75 HV (0.001) or between 25 HV (0.001) to 60 HV (0.001), when the sliding layer 15 is formed by a lubricating varnish , It is also possible that a hardness gradient is formed in the sliding layer 15 in the direction of the running surface 16, in particular with increasing hardness of the support layer 14 in the direction of the running surface 16.
[0051] Es besteht weiters die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht eine polymerbasierte Einlaufschicht, wie zum Beispiel ein Gleitlack der in trockenem Zustand aus 40 Gew.-% bis 45 Gew.-% MoS2, 20 Gew.-% bis 25 Gew.-% Graphit und 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% Polyamidimid besteht, angeordnet ist. Andererseits besteht die Möglichkeit, dass auf der Gleitschicht zusätzlich noch eine Hartschicht aufgetragen ist, beispielsweise eine so genannte DLC-Schicht, beispielsweise SiC, oder C.There is also the possibility that on the overlay a polymer-based enema layer, such as a bonded coating of dry in the state of 40 wt .-% to 45 wt .-% MoS2, 20 wt .-% to 25 wt. % Graphite and 30 wt .-% to 40 wt .-% polyamideimide is arranged. On the other hand, there is the possibility that a hard layer is additionally applied to the overlay, for example a so-called DLC layer, for example SiC, or C.
[0052] Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung verwendet als Stützschicht 14 eine bleifrei Cu-Legierung, insbesondere CuZn31Si, und als Gleitschicht 15 AISn20Cu.A preferred embodiment of the invention uses as a support layer 14, a lead-free Cu alloy, in particular CuZn31Si, and as a sliding layer 15 AISn20Cu.
[0053] Weiters wird in der bevorzugten Ausführung die Gleitschicht 15 nach einem PVD-Verfahren auf der Stützschicht 14 oder einer Zwischenschicht abgeschieden, insbesondere nach einem Sputterverfahren.Furthermore, in the preferred embodiment, the sliding layer 15 is deposited on the support layer 14 or an intermediate layer according to a PVD method, in particular according to a sputtering method.
[0054] Es ist weiters möglich, dass die Lauffläche 16 mit einer definierten Oberflächenrauhigkeit abgeschieden wird, um damit insbesondere in der Einlaufphase eine geringere Anlagefläche der Lagergegenfläche an die Lauffläche 16 bereitzustellen. Insbesondere kann diese Lauffläche 16 einen arithmetischen Mittenrauwert Ra nach DIN EN ISO 4287 aufweisen, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 pm und einer oberen Grenze von 1,5 pm. Durch diese Topografie der Gleitschicht 15 wird weiters die Ausbildung des Schmierspaltes verbessert.It is further possible that the tread 16 is deposited with a defined surface roughness, so as to provide a smaller contact surface of the bearing surface against the tread 16, especially in the running-in phase. In particular, this tread 16 may have an arithmetic mean roughness Ra according to DIN EN ISO 4287, selected from a range with a lower limit of 0.5 pm and an upper limit of 1.5 pm. By this topography of the sliding layer 15, the formation of the lubricating gap is further improved.
[0055] In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, wobei in Seitenansicht geschnitten der Bereich eines Planetenrades 4 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsvariante sind zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Mehrschichtgleitlager 7, vorzugsweise wiederum als Lagerbüchsen, zwischen dem Planetenrad 4 und der Achse 8, das heißt dem Planetenbolzen, angeordnet. In axialem Verlauf jeweils neben einem Mehrschichtgleitlager 7 ist eine Anlaufscheibe 17 zwischen dem Mehrschichtgleitlager 7 und dem Planetenträger 9 vorgesehen. Die Gleitschicht 15 der Mehrschichtgleitlager 7 ist dabei bis in die Stirnfläche zu der Anlaufscheibe 17 hochgezogen, sodass also das Mehrschichtgleitlager 7 neben der radialen Lagerfunktion auch eine axiale Lagerfunktion erfüllt. Durch entsprechende Ausbildung des Mehrschichtgleitlagers 7 der voranstehend beschriebenen Ausführungsvariante ist ebenfalls eine Axialführung möglich, selbst wenn keine Anlaufscheiben angeordnet werden. 6/11 österreichisches Patentamt AT509 624B1 2012-04-15 [0056] Zudem weist das Planetenrad 4 jeweils an den Stirnseiten - in axialer Richtung betrachtet - umlaufende Ringnuten 18 auf, in denen die Mehrschichtgleitlager 7 angeordnet sind.In Fig. 2 shows a variant of the invention is shown, wherein cut in side view of the area of a planetary gear 4 is shown. In this embodiment, two mutually axially spaced multi-layer sliding bearing 7, preferably in turn as bearing bushes, between the planetary gear 4 and the axis 8, that is, the planet pins, arranged. In the axial course, in each case adjacent to a multi-layer sliding bearing 7, a thrust washer 17 is provided between the multi-layer sliding bearing 7 and the planet carrier 9. The sliding layer 15 of the multi-layer sliding bearing 7 is pulled up to the end face to the thrust washer 17, so that therefore the multi-layer sliding bearing 7 in addition to the radial bearing function also fulfills an axial bearing function. By appropriate design of the multi-layer sliding bearing 7 of the embodiment described above, an axial guidance is also possible, even if no thrust washers are arranged. In addition, the planetary gear 4 in each case at the end faces - viewed in the axial direction - circumferential annular grooves 18 in which the multi-layer sliding bearing 7 are arranged.
[0057] Fig. 2 zeigt weiters eine Ölversorgung der Laufflächen 16 der Mehrschichtgleitlager 7. Dazu wird über eine Bohrung 19 bzw. kanalförmige Ausnehmung im Planetenträger 9, die einen Öleinlass 20 bildet, der mit einem nicht dargestellten Ölreservoir in Verbindung steht, Öl zu einem Kanal 21 in der Achse 8 gemäß Pfeil 22 in einen Zwischenraum 23 zwischen den beiden Mehrschichtgleitlagern 7, der zudem noch durch das Planetenrad 4 und die Achse 8 begrenzt ist, zugeführt. Die Achse 8, das heißt der Planetenbolzen, kann im Zuführbereich des Öls ebenfalls eine Ausnehmung 24, das heißt eine Absetzung im Bereich der Oberfläche, aufweisen, um damit die Ölverteilung bis in die Laufflächen 16 der Mehrschichtgleitlager 7 zu unterstützen. Es ist aber auch möglich, dass die Ölzuführung ausschließlich über die Achse 8 erfolgt, also der Planetenträger 9 keine Bohrung 19 bzw. kanalförmige Ausnehmung hierfür aufweist.For this purpose, via a bore 19 and channel-shaped recess in the planet carrier 9, which forms an oil inlet 20, which is in communication with an oil reservoir, not shown, oil to a Channel 21 in the axis 8 according to arrow 22 in a gap 23 between the two multi-layer plain bearings 7, which is also still limited by the planetary gear 4 and the axis 8 supplied. The axis 8, that is to say the planet pin, can likewise have a recess 24 in the feed region of the oil, that is to say an offset in the region of the surface, in order to support the oil distribution into the running surfaces 16 of the multilayer plain bearings 7. But it is also possible that the oil supply takes place exclusively on the axis 8, so the planet carrier 9 has no bore 19 or channel-shaped recess for this purpose.
[0058] Alternativ dazu besteht natürlich die Möglichkeit, dass die Ölzuführung derart erfolgt, dass der Kanal 21 Ölauslässe direkt unterhalb der Laufflächen 16 der Mehrschichtgleitlager 7 aufweist, sodass also der Kanal bei der dargestellten Ausführungsvariante in zwei Ölauslässen im Bereich der Laufflächen 16 der beiden Mehrschichtgleitlager 7 enden würde.Alternatively, of course, there is the possibility that the oil supply is such that the channel 21 has oil outlets directly below the running surfaces 16 of the multilayer bearings 7, so so the channel in the illustrated embodiment in two oil outlets in the region of the running surfaces 16 of the two multilayer plain bearings 7 would end.
[0059] Für die Abführung des Schmieröls sind an der der Zuführung gegenüberliegenden Seite, das heißt im oberen Bereich des Mehrschichtgleitlagers 7, im Planetenbolzen, das heißt der Achse 8, jeweils unterhalb der Mehrschichtgleitlager 7 Bohrungen 25 bzw. generell kanalförmige Ausnehmungen vorgesehen, die vom Bereich der Lauffläche 16 beginnend in eine zumindest annähernd zentrisch angeordnete Ausnehmung 26, insbesondere eine Zentrumsbohrung, des Planetenbolzens, das heißt der Achse 8, enden, wobei über diese Zentrumsbohrung bzw. die Ausnehmung 26 das Öl wiederum zum Ölreservoir zurückgeführt wird. Die Ölabfuhr im oberen Bereich des Mehrschichtgleitlagers 7 unterscheidet sich von der Zuführung auch insofern, als eine Ausnehmung 27 in der Oberfläche des Planetenbolzens im Bereich unterhalb jeweils eines Mehrschichtgleitlagers 7 als Ringnut ausgeführt ist, sodass das Mehrschichtgleitlager 7 in diesem Bereich über zwei seitliche Stege 27, 28 im Stillstand auf der Achse 8 aufliegt.For the removal of the lubricating oil are on the opposite side of the feed, that is in the upper region of the multi-layer plain bearing 7, in the planetary pin, that is the axis 8, respectively below the multi-layer bearings 7 holes 25 and generally channel-shaped recesses provided by Area of the tread 16 starting in an at least approximately centrally disposed recess 26, in particular a center bore of the planetary pin, that is the axis 8, ends, via this center bore or the recess 26, the oil is in turn returned to the oil reservoir. The oil removal in the upper region of the multi-layer sliding bearing 7 differs from the supply also in that a recess 27 in the surface of the planetary bolt in the area below each of a multi-layer sliding bearing 7 is designed as an annular groove, so that the multi-layer sliding bearing 7 in this area via two lateral webs 27, 28 rests on the axis 8 at a standstill.
[0060] Es sind mit der erfindungsgemäßen Ausführung des Getriebes 1 keinerlei Ölpumpen oder dergleichen für die Schmierölzuführung und zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Druckes erforderlich. Das Öl wird bei dieser rein hydrodynamischen Lösung auf der unbelasteten Lagerseite zugeführt und durch die Drehbewegung des Planetenrades 4 in das Lager selbst, das heißt das Mehrschichtgleitlager 7, hineingezogen. Zwar entsteht in der Anlaufphase des Getriebes 1 zuerst eine Mischreibung, allerdings wird die an und für sich schädliche Mischreibung durch den mehrschichtigen Aufbau des Mehrschichtgleitlagers 7 aufgefangen. Es können damit kostengünstige Getriebe 1, insbesondere Lagerelemente, für Planetengetriebe zur Verfügung gestellt werden.There are no oil pumps or the like for the lubricating oil supply and to maintain a hydrostatic pressure required with the inventive embodiment of the transmission 1. The oil is supplied in this purely hydrodynamic solution on the unloaded bearing side and pulled by the rotational movement of the planetary gear 4 in the camp itself, that is, the multi-layer sliding bearing 7. Although in the start-up phase of the transmission 1, a mixed friction first arises, the mixed friction, which in and of itself is detrimental, is absorbed by the multilayer structure of the multi-layer sliding bearing 7. It can thus cost-effective transmission 1, in particular bearing elements, are provided for planetary gear available.
[0061] Da bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Getriebes 1 dieses ohne Lastausgleich arbeitet, ist eine radiale Verschiebbarkeit der Mehrschichtgleitlager 7 möglich, sodass auch Kantenträger ausgebildet werden können. Dies wird durch die harte Gleitschicht 15 und gegebenenfalls die Einlaufschicht ausgeglichen bzw. abgefangen. Es konnte in der Erprobung des erfindungsgemäßen Getriebes 1 beobachtet werden, dass ein Verschleiß nicht mehr punktförmig auftritt, sondern über den gesamten Umfang der Mehrschichtgleitlager 7 verteilt, sodass ein derartig auftretender Verschleiß zu keiner wesentlichen bzw. keiner Funktionsbeeinträchtigung des Mehrschichtgleitlagers 7 führt.Since in the inventive embodiment of the transmission 1, this works without load compensation, a radial displacement of the multi-layer sliding bearing 7 is possible, so that edge beams can be formed. This is compensated or intercepted by the hard sliding layer 15 and optionally the inlet layer. It could be observed in the testing of the transmission 1 according to the invention that wear no longer occurs punctiform, but distributed over the entire circumference of the multi-layer sliding bearing 7, so that such wear occurring leads to no significant or no functional impairment of the multi-layer plain bearing 7.
[0062] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Getriebes 1 bzw. des Mehrschichtgleitlagers 7 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. 7/11For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the construction of the transmission 1 or of the multi-layer sliding bearing 7, these or their components have been shown partly unevenly and / or enlarged and / or reduced in size. 7/11
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